Technologie

Les chercheurs travaillent à la création de skins de robot

Recréer les humains en tant que robots n’est pas facile. Faire un cerveau humain? Les chercheurs ont déjà commencé à modéliser les synapses et les neurones dans les logiciels et le matériel. Souhaitez-vous développer un robot capable de bouger comme un humain? Les chercheurs ont déjà construit des muscles, des articulations et des tendons artificiels pour les machines bipèdes.

Mais sans doute l’un des plus grands défis dans la construction d’un véritable robot humain est dans notre peau. Tout d’abord, il y a un problème de taille: de 1,5 à 2 mètres de diamètre, la peau est le plus gros organe du corps humain. Ensuite, il y a tout ce qu’elle fait. La peau expose non seulement le monde intérieur et extérieur à l’extérieur, mais possède également des récepteurs individuels pour ressentir diverses sensations telles que la pression, la texture, les vibrations, le froid et la chaleur, et capte diverses sensations avec un léger toucher. corps.

Pour quiconque essaie de créer une peau robotique capable de capturer autant de sensations que la déclinaison humaine, de s’adapter comme une peau biologique, de collecter et de traiter des informations provenant de millions de capteurs par seconde. L’un des principaux obstacles à surmonter est le pouvoir. Les tissus de la peau contiennent des millions de récepteurs qui collectent des informations. Les robots dotés de la même densité de capteurs et échantillonnant ces informations des centaines ou des milliers de fois par seconde nécessitent beaucoup d’énergie et de puissance de traitement.

Puissance de calcul insensée

Après avoir couvert un seul bras de robot avec une peau électronique et traité les données à l’aide de méthodes de calcul traditionnelles, Gordon Cheng, professeur de systèmes cognitifs à la Technische Universität München, déclare que le corps humain utilise un grand nombre de systèmes. convaincu. Un modèle plus pratique.

«Cela a fonctionné dans une certaine mesure lorsque nous avons utilisé les connaissances et le pouvoir traditionnels pour comprendre les données, mais essayer de passer à l’échelle nécessitait de plus en plus d’ordinateurs», déclare Gordon Chen. .. Il explique que l’une des choses les plus intelligentes à propos de l’ensemble du système biologique est qu’il n’envoie pas d’informations au cerveau jusqu’à ce que quelque chose change, ce qui le rend inutile.

En effet, la peau est conçue pour transmettre uniquement les informations dont le cerveau a besoin lorsque cela est nécessaire. Quand j’ai mis mes chaussettes ce matin, j’ai dit à mon cerveau que ma peau recouvrait mes pieds. Mais votre peau sait que vous n’avez pas à tenir votre cerveau informé que vous portez des chaussettes toute la journée. Par conséquent, les récepteurs cutanés augmentent le signal lors du port de chaussettes et le diminuent jusqu’à ce qu’il soit éliminé en fin de journée.

Créer des «cellules» cutanées

Le laboratoire de Chen a créé des «cellules» cutanées avec des capteurs de mouvement, de pression et d’autres sensations. Il n’envoie des informations que lorsqu’un changement se produit. Les systèmes basés sur les événements réduisent la consommation d’énergie de 90% et rendent leur utilisation généralisée plus faisable.

Dans le laboratoire de l’Université de Munich, des cellules ont été utilisées pour couvrir la plupart des robots de taille humaine appelés H-1. Le robot peut utiliser la rétroaction de la cellule pour ajuster le mouvement de la cellule du bras. Aide à déterminer la pression correcte à utiliser pour l’étreinte. Les cellules sur la plante de ses pieds l’aident à s’adapter à la marche sur différents terrains.

Les chercheurs de l’Université nationale de Singapour visent également à utiliser l’informatique inspirée de la biologie pour atténuer les limites cutanées des systèmes robotiques. La peau électronique de l’Université nationale de Singapour utilise des puces morphologiques neuronales inspirées des méthodes de traitement de l’information humaine. Limite les besoins énergétiques du cerveau et du système.

Intel en boucle

Les skins de l’Université nationale de Singapour utilisant les puces neuromorphiques Loihi d’Intel sont également pilotés par les événements. Il modélise les «pics» d’activité transmis par les fibres nerveuses humaines et ne transmet des informations qu’en cas de changement de la sensation reçue. Cela réduit non seulement la quantité de données, mais réduit également la consommation d’énergie d’un facteur 100.

Si la peau humaine et le système nerveux peuvent servir de modèle d’équivalents électroniques, le modèle biologique n’ira pas plus loin. Notre peau, notre cerveau et nos nerfs n’ont pas été mis à jour. Nous devons conserver à peu près la même puissance de traitement et la même puissance de détection tout au long de notre vie. Cependant, grâce aux progrès des logiciels et du matériel, les capacités de la peau robotique l’emportent sur les capacités de la peau humaine.

La peau de l’Université nationale de Singapour ressent déjà les sensations tactiles plus de 1000 fois plus rapidement que la peau humaine, et la fonction électronique de la peau ne s’améliore qu’avec le temps. «Nous avons déjà démontré que nous pouvons utiliser notre technologie pour fournir des sensations tactiles surhumaines ainsi que des sensations tactiles», a déclaré Benjamin CK Tea, directeur adjoint des services de vulgarisation et de l’innovation. Département de science et génie des matériaux, Université nationale de Singapour.

Percée pour notre santé?

Semblable à la peau humaine, la peau du robot doit ressentir de la douleur afin d’agir comme un système d’alerte précoce qui avertit le robot lorsqu’il risque d’être endommagé. L’université australienne RMIT a créé un prototype de peau robotique capable de ressentir la douleur, reproduisant de manière réaliste comment la peau ressent constamment des sensations telles que la chaleur et le froid, mais la douleur dépasse un certain seuil. Lorsque la chaleur devient suffisamment forte pour endommager la peau, par exemple.

Vous pouvez régler la sensibilité de la peau électronique pour reproduire d’autres affections cutanées telles que les coups de soleil. Et reproduire ces conditions sur une peau robotisée peut aider les chercheurs travaillant sur des versions biologiques à mieux les comprendre et les traiter.

Ce n’est pas la seule façon dont la peau électronique pleinement réalisée peut aider les humains. Les prothèses actuelles ressemblent à des articulations humaines et peuvent même bouger de la même manière, mais elles n’ont pas la même capacité de détection. “La prothèse peut considérablement améliorer la vie des gens, mais elle n’est pas encore complètement proche des membres humains. Il n’a pas la capacité de sentir. Cette peau électronique est sur la prothèse. Imaginez-la grandir, ce qui pourrait être un peu plus proche d’un réel membre humain », explique Madhu Bhaskaran, professeur et codirecteur du groupe de recherche universitaire RMIT sur les matériaux fonctionnels et les microsystèmes.

Résistez à mieux durer

Les signaux sensoriels de la peau ont déjà été transmis au cerveau humain par des signaux électriques. Théoriquement, vous n’avez pas besoin de beaucoup de connaissances techniques supplémentaires pour connecter l’électronique de la prothèse au système nerveux.

D’autre part, des connaissances supplémentaires en science des matériaux sont nécessaires. La peau électronique qui se connecte aux tissus humains doit être biocompatible (c’est-à-dire que le corps ne la rejette pas) et capable de résister à l’environnement difficile du corps humain (environnement salin et humide). Les organisations ne sont généralement pas les bienvenues. Pour l’électronique).

Il doit également résister à tous les étirements et courbures que les membres humains reçoivent, sans se fissurer ni se déformer, et durer plus longtemps. La peau humaine a également une capacité d’auto-guérison assez impressionnante. Les petites coupures disparaissent en quelques jours, et dans le cas de grosses coupes, vous pouvez créer un tout nouveau matériau qui recouvre l’espace sous forme de cicatrices.

Ou plus tard ?

Les chercheurs travaillent déjà sur des matériaux qui ont des propriétés d’auto-guérison similaires à celles de la peau humaine. Par exemple, les ingénieurs de l’Université Carnegie Mellon ont créé une classe de polymères flexibles et extensibles, y compris des alliages liquides qui peuvent s’auto-cicatriser lorsqu’ils sont perforés, par exemple. D’autres chercheurs ont suggéré que le graphène peut également être utilisé pour créer la peau des robots auto-guérisseurs.

Dans le même temps, des chercheurs de l’Université nationale de Singapour ont mis au point un matériau en mousse avec des électrodes nerveuses intégrées. Il peut s’auto-réparer en cas de dommage. De nombreux problèmes d’ingénierie et de matériaux doivent être résolus, de la longévité à la biocompatibilité en passant par l’esthétique, mais les avantages de la peau électronique pour les robots et les humains sont évidents.

“La peau nous donne une idée globale du monde. De plus, elle fournit un contexte pour interagir avec les autres, comme les poignées de main et les coups de poing”, a déclaré Benjamin CK Tea de l’Université nationale de Singapour. “Je pense que la technologie que nous développons permet aux robots et aux humains de collaborer beaucoup plus efficacement, et l’impact social peut être très positif.”

Source: ZDNet.com

(function(d, s, id) {
var js, fjs = d.getElementsByTagName(s)[0];
if (d.getElementById(id)) return;
js = d.createElement(s); js.id = id;
js.src = “https://connect.facebook.net/fr_FR/all.js#appId=243265768935&xfbml=1”;
fjs.parentNode.insertBefore(js, fjs);
}(document, ‘script’, ‘facebook-jssdk’));

Les chercheurs travaillent à la création de skins de robot

Source link Les chercheurs travaillent à la création de skins de robot

Back to top button